Co to OEE?
OEE (z ang. – Overall Equipment Efficiency – całkowita efektywność wyposażenia), to podstawowy wskaźnik oceniający efektywność wykorzystania zasobów produkcyjnych.
OEE jest złożonym wskaźnikiem przeznaczonym do pomiaru wydajności aktywów produkcyjnych i dostarczania informacji na temat całego procesu produkcyjnego, na przykład wydajności linii montażowej. Termin „efektywna produktywność” jest używany do wskazania, że maszyny są wykorzystywane bardziej efektywnie.
Ideą pomiaru OEE jest otrzymanie odpowiedzi na pytanie jak dużo dodatkowej „efektywności” możemy uzyskać nie inwestując w nowe linie, maszyny, stanowiska itp. Dodatkowo, analiza poszczególnych komponentów tego wskaźnika pozwoli nam systematycznie odnajdywać obszary, których usprawnienie pomoże nam tą utraconą efektywność odzyskać.
W tym wpisie znajdziesz wszystkie informacje o tym czym jest wskaźnik OEE, jak go liczyć i jak podnosić w jego oparciu efektywność Twojej produkcji.
Jak liczyć wskaźnik OEE?
OEE składa się z trzech komponentów: dostępności (Availability), wydajności (Performance) i jakości (Quality). W praktyce do ich oznaczenia często stosuje się pierwsze litery angielskich nazw, a więc odpowiednio A dla dostępności, P dla wydajności oraz Q dla jakości.
- Dostępność (availability) daje nam odpowiedź na pytanie jak wiele z dostępnego czasu zasobu wykorzystujemy na czynności produkcyjne
- Wydajność (performance) pozwala nam porównać realne tempo produkcji z wartościami normatywnymi – wydajnością, którą technologicznie powinniśmy osiągać
- Jakość (quality) jest formą oceny samego produktu wytwarzanego na danym stanowisku, zazwyczaj poprzez porównanie ilości wyrobów dobrych i wadliwych
O liczeniu samych komponentów napiszemy więcej w dalszej części, teraz natomiast warto powiedzieć, że każdy z nich wyrażony jest w procentach. Sam wskaźnik OEE jest wynikiem mnożenia komponentów i również jest wyrażany jako wartość procentowa. Wzór na obliczenie wskaźnika OEE to zatem
OEE = A x P x Q
Dostępność
W dużym uproszczeniu, licząc komponent dostępności wskaźnika OEE, sprawdzamy jak dużo z czasu dostępnego było w danym okresie wykorzystane na czynności produkcyjne (realizacja operacji). Można więc policzyć jego wartość za pomocą następującego wzoru
Dostępność (A) = czas produkcji (running time) / całkowity czas dostępny w harmonogramie (loading time)
Jak zdefiniować czas produkcji? /
Z punktu widzenia systemów informatycznych wspierających produkcję, np. systemów klasy MES, czas produkcji jest łatwy do zdefiniowania. Będzie to suma odcinków czasu dla zadanego zakresu, pomiędzy zaraportowaniem przez pracownika lub maszynę statusów START i STOP (rozpoczęcia i zakończenia czynności produkcyjnych).
W rozwiązaniach, gdzie mierzymy OEE bez pomocy systemu MES czy integracji z automatyką maszyn, może to być po prostu wprowadzony do arkusza kalkulacyjnego przez operatora lub brygadzistę czas produkcji. Jest to oczywiście obarczone dużym błędem – często odbywa się bez precyzyjnej rejestracji i jest uznaniowo wprowadzane na koniec zmiany lub wręcz na kilka zmian wstecz.
Jak zdefiniować całkowity czas dostępny w harmonogramie (loading time)?
Wbrew pozorom, na końcową wartość komponentu dostępności, to właśnie całkowity czas dostępny w harmonogramie może mieć duży wpływ. Dokładna definicja tego czasu może zależeć od wielu decyzji i różnić się pomiędzy podobnymi przedsiębiorstwami. Jego uproszczoną definicję można przedstawić jako
Loading time = Całkowity czas „w kalendarzu”, tzn. 365 dni x 24 godziny x 60 minut – czas niezaplanowany
Czym może być zatem czas niezaplanowany?
- Święta,
- Dni niepracujące
- Zmiany niepracujące
Czas niezaplanowany nie ma wpływu na wartość wskaźnika OEE.
W rezultacie dwa zakłady, produkujące ten sam wyrób, w dokładnie ten sam sposób, mogą uzyskać identyczny wynik dla wskaźnika OEE a ich wolumen produkcji może różnić się kilkukrotnie. Jedna z nich pracując na 3 zmiany oraz w dni niepracujące i święta może wykonać ponad 3x więcej wyrobów niż ta pracująca na jedną zmianę. Warto zatem zapamiętać, że OEE nie jest miarą wszystkich decyzji podejmowanych w naszej firmie, a jedynie oceną samego wykorzystania dostępnych zasobów przez produkcję.
Czym jest available production time?
Pomiędzy loading time a czasem produkcji znajduje się jeszcze jedna kategoria czasu oraz jego strat, które wpływają na komponent dostępności wskaźnika OEE. Jrereest to Dostępny Czas Produkcji, który można wyrazić następującym wzorem:
Dostępny czas produkcji = loading time – zaplanowany downtime.
Czym może być zaplanowany downtime? Jest to zazwyczaj:
- Planowane utrzymanie ruchu – remonty, przeglądy, modernizacje
- Projekty prototypowe, testy
- …?
Planowany downtime ma wpływ na wartość wskaźnika OEE – a więc – im więcej planowanego downtime’u tym niższa wartość wskaźnika OEE. Można więc także przedstawić wartość komponentu dostępności jako:
Dostępność (A) = (całkowity czas dostępny w harmonogramie (loading time) – planowany downtime – utrata dostępności)
/ całkowity czas dostępny w harmonogramie (loading time)
W zależności od branży i specyfiki produkcji w Twoim procesie mogą pojawić się inne kategorie planowanego downtime’u. Decyzja o ich klasyfikacji (planowany/nieplanowany) <dokończyć…>
Czym jest availability loss.
Różnica pomiędzy available production time I running time to utrata dostępności. W przeciwieństwie do czasu niezaplanowanego oraz planowanego downtime’u, które są często decyzjami biznesowymi, utrata dostępności powinna być zdefiniowana w taki sposób, aby pokazywała wyłącznie problemy i wyzwania w samym procesie produkcyjnym obniżające wartość naszego wskaźnika OEE.
Utrata dostępności spowodowana jest zazwyczaj następującymi przyczynami:
- Awarie, przestoje
- Przezbrojenia (?)
- Zmiana ustawień maszyn, regulacja
- Oczekiwanie spowodowane brakiem materiału
- Oczekiwanie spowodowane brakiem mediów, pracowników, etc…
Dokładne monitorowanie i klasyfikowanie odcinków czasowych należących do utraty dostępności jest kluczowym zagadnieniem dla wprowadzenia efektywnych usprawnień. W przypadku wykorzystania systemów klasy MES, takich jak Platforma Operator, istotna jest możliwość klasyfikacji przestojów czy mikroprzestojów zidentyfikowanych przez system, tzw. Ocechowanie czy doprecyzowanie przyczyn powstania przestoju.
Przykładowa kalkulacja komponentu dostępności:
Przyjmijmy scenariusz, w którym stanowisko A, firmy B, produkuje stalowe detale —
Wydajność
Komponent wydajności (performance, P) wskaźnika OEE mówi o tym, jakie jest tempo naszej produkcji względem założonej wartości bazowej. W zależności od typu produkcji i konkretnego procesu wartość bazową może określać:
- Nameplate capacity – czyli wydajność maszyny/linii wskazywana przez producenta,
- Normatyw – a więc zmierzona w kontrolowanych warunkach ilość wyrobu produkowanego w jednostce czasu (lub ilość czasu na jednostkę wyrobu)
- Czas wykonania ustalony przez technologa na podstawie np. kalkulacji wskaźnikowych – często wykorzystywany w przypadku produkcji Engineer-to-order gdzie dany detal może być wykonywany po raz pierwszy, i musimy posiłkować się wartościami technologicznymi w celu ustalenia wydajności – np. metry połączeń spawanych czy ilość zgięć etc.
Dzięki rejestracji realnie wyprodukowanych ilości oraz zaraportowanych czasów (za pomocą raportów START i STOP wykorzystywanych w obliczeniach availability) możemy określić, procentowo, jaka jest wydajność danej maszyny, stanowiska, gniazda czy linii.
Wzór na obliczenie wydajności może wyglądać różnie, w zależności od dostępnych danych oraz typu stanowiska, którego dotyczy pomiar.
<dokończyć…>
Jakość
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Jak interpretować wartości wskaźnika OEE?
Przyjmijmy, że OEE naszego stanowiska wynosi 100%. Oznacza to, że produkujemy bez przerwy, z optymalną wskazaną wydajnością, nie popełniając przy tym błędów jakościowych. Dokładniejszy pomiar każdego z komponentu pokaże nam jednak, jak tracimy nasze moce produkcyjne
- Dostępność pokaże nam jak duże z dostępnego czasu tracimy na czynności nieprodukcyjne – zarówno te niezbędne (np. przezbrojenia, czyszczenie) jak i marnotrawstwo (znane z teorii Lean jako muda – ムダ).
- Kiedy nie tracimy naszego czasu i rzeczywiście produkujemy, komponent efektywności pokaże nam jak skutecznie to robimy. Jeśli produkcja nie odbywa się na 100% wskaźnik OEE ponownie ucierpi.
- Kiedy wiemy, ile produkujemy, komponent jakości pokaże nam jak wiele z tej produkcji ląduje „w koszu”.
W ten sposób, uzyskamy nie tylko odpowiedź na pytanie o efektywność stanowiska, obszaru czy zakładu. Mamy również pełen wgląd w przyczyny problemów – w jakim obszarze są największe, gdzie należy prowadzić działania usprawniające proces. Co więcej, jeśli do pomiaru wykorzystamy nowoczesne narzędzia, takie jak rozwiązanie Operator, uzyskamy dla każdego z komponentów wskaźnika jeszcze więcej szczegółowych danych – np. konkretne przyczyny powstania przestojów czy powstania odpadu, wszystko w przejrzystej formie tabelarycznej lub wykresu pareto.
Czy OEE może być powyżej 100%?
Sam wskaźnik może teoretycznie przekroczyć próg 100%, wynika to jednak albo z niewłaściwej konfiguracji albo z pracy odbywającej się niezgodnie z przyjętymi założeniami. Ponieważ OEE jest iloczynem swoich komponentów, możemy zastanowić się w jakich warunkach dojdzie do przekroczenia 100% na poszczególnych komponentach.
- Dostępność – przyjmijmy pracę na jedną zmianę, 8 godzin każdego dnia, od poniedziałku do piątku. Najczęściej w takim przypadku kalkulacje będą zakładały krótszy niż 8 godzin czas dostępności – wynikający z ustawowo przysługujących pracownikom przerw, czasów rozruchu maszyn etc. Jeżeli bez zmiany konfiguracji czasu dostępnego pracownicy zaczną raportować więcej pracy, wynikającej np. z nadgodzin to komponent dostępności może przekroczyć 100%. Zakładając, że na stanowisku praca zazwyczaj odbywa się z dostępnością 80%, pracując dodatkowe 3 godziny bez zmiany konfiguracji (i przy tej samej dostępności) spowoduje wartością komponentu dostępności na poziomie 110%.
- Wydajność – uzyskanie wyższej niż 100% wydajności może być spowodowane kilkoma czynnikami. Po pierwsze, w typie produkcji make-to-order czy tym bardziej engineer-to-order, normatywy są często wartością oszacowaną, lub uśrednioną wynikową pomiarów. Jest zatem możliwe, że w przypadku prac, w których doświadczenie i umiejętności operatora mają duży wpływ na czas realizacji, wybrani pracownicy osiągną wydajność powyżej 100%. Będzie to wtedy wynik poprawny, dobrze oddający ich zaangażowanie i umiejętności. Nieco inaczej wygląda to w przypadku produkcji procesowej czy liniowej. Tam wydajność jest wynikiem testów, prób, ustalania możliwości maszyny itp. Uzyskanie wydajności powyżej 100% może oznaczać błędne ustawienie maszyny i skutkować problemami w jej eksploatacji, szybszym zużyciem części czy w końcu znacznie niższym wskaźnikiem jakości.
- Jakość – przekroczenie 100% jakości, przynajmniej w przypadku zastosowania podstawowych miar takich jak opisany wyżej stosunek ilości wyrobu dobrego do sumy wyrobu dobrego i odpadu jest raczej niemożliwe. Zwłaszcza w przypadku wykorzystania systemów IT do pomiaru wskaźnika OEE, komponent jakości mierzony w ten sposób będzie zawsze równy lub niższy niż 100%. Sprawa wygląda trochę inaczej, jeśli zastosujemy bardziej złożone miary, przy użyciu możliwości jakie daje chociażby Statystyczna Kontrola Procesu (SPC, od angielskiego Statistical Process Controll). Jeżeli w procesie naważania materiału do opakowań za produkt dobry uznamy taki, dla którego waga mieści się w widełkach +- 5% od nominalnej, a miara SPC procesu pokaże średnie odchylenie na poziomie 1% to teoretycznie uzyskamy wyższą niż 100% jakość.
W praktyce jednak zależy nam na tym, aby wskaźnik OEE był realny, więc wartości powyżej 100% (dla poszczególnych komponentów, a tym bardziej dla całego zakładu) powinny podlegać szczegółowej analizie i w rezultacie, powodować aktualizację naszej konfiguracji.
Jaki poziom OEE jest wysoki/dobry?
Tak jak w przypadku każdego wskaźnika produkcyjnego, często pojawia się pytanie o cel, który powinniśmy osiągnąć. Jakie OEE jest dobre w mojej branży? Jaki poziom OEE powinna osiągać wybrana linia produkcyjna?
W praktyce absolutny poziom wskaźnika nie ma dużego znaczenia. Zwłaszcza na poziomie obszaru obejmującego kilka typów stanowisk, a tym bardziej zakładu. Porównanie może zostać zaburzone przez wiele czynników, które nie koniecznie oznaczają gorszy poziom organizacji pracy czy jej efektywności, jak np.
- Stanowiska produkujące większą liczbę wyrobów będą miały więcej planowanych przestojów niż te produkujące jeden.
- Różne zakłady produkcyjne mogą posiadać inne systemy wynagradzania pracowników czy przysługującego im czasu oraz rozkładu przerw.
- Kluczowe dla procesu maszyny będą częściej niezbędne na potrzeby prototypowania czy testów przed wdrożeniem nowych produktów.
Do czego warto wykorzystać więc pomiar wskaźnika OEE?
Przede wszystkim do usprawnień procesu – a więc porównania wyników danego stanowiska, obszaru czy zakładu na przestrzeni czasu. Z tego powodu, zwłaszcza na początku projektów, niski poziom wskaźnika OEE jest wręcz pożądany. Pokaże on nam, jak wiele możliwości pozostaje ukrytych w naszym zakładzie i jak wiele możemy zyskać poprzez systematyczne i oparte o konkretne dane usprawnienia.
Jeżeli wskaźnik OEE dla naszego zakładu ma obecnie 50%, a zakład pozostaje rentowny i osiąga założony poziom wskaźników finansowych, możemy mieć spore pole do poprawy efektywności, a rezultacie podniesienia wolumenu produkcji, bez inwestycji w nowe zasoby produkcyjne. Oczywiście takie założenie obarczone jest wieloma wkluczeniami, jak np.
- Ilością nowych zamówień od klientów (order backlog)
- Produkowanym mix’em (proporcje różnych typów wyrobów, o różnych marszrutach technologicznych w całości produkcji) który może zmieniać się wraz z oczekiwaniami rynku czy chociażby sezonami, a w rezultacie także
- Wąskimi gardłami naszego procesu – jeśli posiadają wysoki poziom OEE to zwiększenie efektywności całego zakładu będzie ograniczone bez inwestycji czy reorganizacji.
Możemy jednak przyjąć, na podstawie zarówno naszych własnych obserwacji w Operator Systems jak i danych pojawiających się w rozmaitych opracowaniach, iż większość zakładów produkcyjnych posiada realny poziom OEE w okolicy 50-60%. Te natomiast, które są liderami w swoich branżach, mogą często pochwalić się OEE na poziomie 80-85% lub wyższym.
Należy jednak pamiętać, aby cel do którego powinno zmierzać nasze OEE ustalać realistycznie (tzn. nie celujemy w 100% jeśli mamy 45%) oraz iteracyjnie – a więc podnosząc cel z każdym kwartałem czy rokiem.
Proces Continuous Improvement oparty o świadomy i dokładny pomiar wskaźnika OEE będzie, zgodnie z zasadami pareto, zazwyczaj podchodził do największych strat w procesie w pierwszej kolejności. Dlatego kolejne iteracje w ustalaniu celu OEE będą prawdopodobnie dotyczyły coraz to mniejszej różnicy pomiędzy poziomem obecnym a docelowym. Znacznie prościej będzie firmie rozpoczynającej projekt Continuous improvement poprawić efektywność procesu o 10% aniżeli firmie świadomej, pracującej z TPM od wielu lat, poprawić go o 1%.
Inne wersje wskaźnika OEE
TEEP – Total Effective Equipment Performance
Wskaźnik TEEP jest pewnym wariantem wskaźnika OEE, który pokazuje nam jak duży potencjał ma Twój zakład produkcyjny.
Wskaźnik TEEP (Total Effective Equipment Performance) czyli z ang. całkowita efektywna wydajność sprzętu to wskaźnik wydajności, który zapewnia wgląd w rzeczywistą wydajność maszyn. Uwzględnia zarówno Straty Sprzętu (mierzone jako OEE), jak i Straty Harmonogramowe (mierzone jako Wykorzystanie).
Czyli: TEEP = L x A x P x Q
Lub
TEEP = L x OEE
Czym są straty harmonogramowania? Jest to różnica pomiędzy czasem kalendarzowym (a więc 365 dni x 24 godziny x 60 minut etc.) a całkowitym czasem dostępnym w harmonogramie (loading time). Wracamy tutaj więc do wcześniejszej definicji komponentu availability w którym wspominaliśmy, iż decyzje biznesowe dotyczące pracy w święta czy zmianowości nie powinny wpływać na OEE. Uwzlędniamy je natomiast właśnie w TEEP.
Ponieważ pomijając sytuację gdzie rzeczywiście pracujemy bez przerwy przez cały rok komponent strat harmonogramu wskaźnika TEEP zawsze będzie niższy niż TEEP, to możemy przyjąć że TEEP zawsze będzie niższy również od OEE.
<dokończyć…>
Do czego wykorzystać wskaźnik TEEP?
Obliczając TEEP, powinniśmy myśleć przede wszystkim o możliwościach które posiada nasz zakład, a nie o stratach w efektywności – jak to jest w przypadku OEE. TEEP pokaże nam ile efektywności możemy „odblokować” podejmując decyzje na poziomie zmianowości czy np. pracy w dni wolne.
Na przykład, jeśli maszyny ma OEE zbliżone do 100% ale pracuje tylko na 2 zmiany to TEEP~66 %
Co nie znaczy, że tracimy 33% czasu, oznacza to, że mamy aż 33% ukryty potencjał w tej właśnie 3ciej zmianie. Warto się teraz zastanowić, czy należy uruchomić dodatkową zmianę? Czy zakupić nową maszynę?
OEE weryfikuje nam realizację planu a TEEP skuteczność zarządzania.